El estar condenado a afrontar terremotos frecuentes e intensos, le ha obligado a desarrollar y adaptar sistemas antisísmicos efectivos.
Hace un poco más de 100 años ocurrió el devastador terremoto de Kanto que arrasó grandes áreas construidas de Tokio y Yokohama causando, según el portal historiajaponesa.com (2018), la pérdida de alrededor cien mil vidas humanas. La historia registra que la gran mayoría de víctimas y daños materiales no fueron causados directamente por el terremoto o por sus casi sesenta réplicas, ni tampoco por el posterior tsunami que levantó olas de hasta 10 metros, sino que fueron consecuencia de los incendios que se presentaron inmediatamente después del primer temblor, incendios que acabaron con la ciudad de Yokohama y la mitad de la capital. Desde entonces Japón no ha hecho pausa para descubrir e implementar soluciones conducentes a prevenir y sobrellevar los movimientos telúricos de tal manera que las construcciones no sufran daños y minimicen el riesgo de amenazar ruina con sus consecuentes efectos en la vida de las personas.
Fuente: historiajaponesa.com
Y es que Japón está ubicado en una de las zonas de mayor actividad sísmica de todo el planeta, por lo que los terremotos forman parte de su día a día. A manera de anécdota, un legendario mito popular en el país del sol naciente atribuye los terremotos a las sacudidas de un gigantesco siluro o pez gato llamado Namazu. Según la leyenda referida, Namazu habita en las profundidades del mar y cada vez que su guardián Kami Kashima se descuida, él se libera de la roca sagrada Kaname-Ishi -con la que lo mantiene inmovilizado-, y se nueve abruptamente provocando grandes terremotos.
Fuente: es.wikipedia.org
Pero más allá de los mitos, es una realidad que Japón debe convivir a diario con la ocurrencia de terremotos que constantemente amenazan la tranquilidad y supervivencia de sus habitantes y del patrimonio arquitectónico construido. Pero y ¿qué ha hecho Japón para afrontar esta recurrente amenaza?
Sistemas Constructivos Antisísmicos
Holland (2024) acude a un adagio referido al diseño sísmico según el cual «los terremotos no matan a la gente, sino los edificios». Para paliar la ocurrencia de los mismos y sus nefastos efectos, Japón se ha visto obligado a desarrollar tecnologías constructivas antisísmicas como ningún otro país del mundo. Reseña el mismo que en uno de los países más sísmicos del mundo los urbanistas, ingenieros y arquitectos llevan mucho tiempo intentando proteger a las ciudades de los grandes terremotos mediante una combinación de sabiduría ancestral, innovación moderna y códigos de construcción en constante evolución.
El portal isaacantisismica.com (2024) asegura que la ingeniería antisísmica japonesa se basa en tres sistemas complementarios: el primero es el antisísmico que implica el uso de paredes y pilares especiales para resistir los golpes. El segundo es el de mojadura que consiste en disipar la energía cinética. Y el tercero el de aislamiento sísmico con el que se separa la superestructura de los cimientos para evitar la propagación de las ondas sísmicas.
Generalmente y desde que se iniciaron las actualizaciones normativas producto del terremoto de 1923, las estructuras japonesas deben hacerse en hormigón armado y acero para asegurar mayor flexibilidad en caso de un evento sísmico, mientras que las partes más altas del edificio que requieran ligereza constructiva se arman en madera y acero.
El aislamiento sísmico de la estructura de hormigón armado asegura que los cimientos y los pisos inferiores de las estructuras estén protegidos en caso de terremoto, mientras que las medidas antisísmicas de la estructura de acero utilizadas en los pisos superiores, hacen que sea posible evitar que la estructura, si es sometida a las oscilaciones de los terremotos, se pliegue sobre sí misma y se derrumbe, anota el mismo.
Artefactos y Desarrollos Tecnológicos Antisísmicos
La premisa básica sobre la que se basa la filosofía antisísmica japonesa reza que «la flexibilidad ofrece a las estructuras las mayores posibilidades de supervivencia». En esta perspectiva la ingeniería y arquitectura japonesa han desarrollado desde amortiguadores a gran escala hasta muelles o rodamientos de esferas.
Rodamientos de Aislamiento Sísmico
Se trata de soportes estructurales flexibles que aíslan una estructura del suelo para ayudar a minimizar y neutralizar la propagación del choque sísmico y en consecuencia la ocurrencia de daños en caso de terremoto. Estos rodamientos varían entre los 600 mm y 1800 mm de diámetro. Esta tecnología viene desarrollándose desde 1984 y desde entonces se ha usado en varias instalaciones en Japón y todo el mundo, incluyendo monumentos históricos como la Estación de Tokio o el Ayuntamiento de Los Ángeles y recientemente fueron usados para el complejo acuático de las instalaciones olímpicas en los que se celebraron los juegos olímpicos de 2020.
Muchos edificios, sobre todo hospitales y otras construcciones críticas importantes, se apoyan en estos cojinetes de goma para que el edificio pueda balancease, a decir de Miho Mazereeuw -profesora asociada de arquitectura y Urbanismo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)-, referida por Holland. El principio básico en el que se fundamenta esta tecnología es que «en lugar de resistirse al movimiento de la Tierra, hay que dejar que el edificio se mueva con ella».
Fuente: marca.com
Amortiguadores a gran escala
Los amortiguadores al parecer fueron creados como un desarrollo de la industria automovilística, y con el paso del tiempo han sido incorporados para cubrir necesidades similares en otros tipos de estructuras. Generalmente se le conoce como Amortiguador de Masa o Amortiguador Dinámico y se trata de un dispositivo que se monta en diferentes tipos de estructuras para mitigar los efectos negativos derivados de las vibraciones.
El portal web isaacantisismica.com (2024) sostiene que el propósito del amortiguador de masa es transferir la energía introducida por un campo de fuerza en un sistema vibratorio, enviando deliberadamente una parte a resonancia para asegurar que la proporción restante del sistema se mantenga en reposo.
En el campo de la construcción también se les conoce como dispositivos de disipación de energía, siendo un método de control de la vibración de las estructuras sometidas a cargas sísmicas. Una de las alternativas para controlar el daño sísmico en los edificios y mejorar su desempeño antisísmico es mediante amortiguadores sísmicos en lugar de elementos estructurales, como los apoyos diagonales.
Estos amortiguadores actúan como los amortiguadores hidráulicos en los automóviles, por lo que gran parte de los tirones repentinos se absorben en los fluidos hidráulicos y tan solo unos pocos se trasmite al chasis del automóvil. Cuando la energía sísmica se trasmite a través de ellos, los amortiguadores absorben parte de ella, y por lo tanto, amortiguan el movimiento del edificio, anota Pin (2018).
En la actualidad se conocen dos sistemas de amortiguación, vale decir, el pasivo o de maza sintonizado (TMD) y el activo o de masa activo (AMD) y a su vez cuatro tipos, siendo ellos Viscoelástico, de Fricción, de Rendimiento Metálico y de Fluido Viscoso.
De tal manera que al equipar un edificio con dispositivos adicionales que tienen una gran capacidad de amortiguación, se puede reducir en gran medida la energía sísmica que impacta al edificio. Los amortiguadores funcionan así para absorber los embates del terremoto, asegurando que los componentes estructurales como vigas y columnas salgan ilesas del evento telúrico.
Los amortiguadores de masa fueron inventados por primera vez por Herman Frahm en 1901 y en 1919 el mismo desarrolló el concepto de Tuned Mass Damper (TDM), al inventar un dispositivo de control de vibraciones llamado amortiguador dinámico de vibraciones.
Como vemos, el país del sol naciente, que a diario se ve sometido a la ocurrencia de terremotos por estar ubicado en una de las zonas de mayor incidencia telúrica, históricamente se ha visto obligado a desarrollar o aplicar sistemas y tecnologías constructivas con base en dispositivos para amortiguar los efectos desastrosos de los movimientos sísmicos.
Y si bien es cierto que algunos de estos sistemas han sido el producto de la combinación de tecnologías modernas con ancestrales originarias del pueblo nipón, no menos cierto es que otros que han sido desarrollado en países diferentes, los han adaptado y mejorado considerablemente para acondicionarlos a las condiciones muy específicas que lo caracterizan, en el propósito de preservar vidas humanas y el patrimonio arquitectónico construido.
Referencias
- historiajaponesa.com. 2018. El gran terremoto de 1923. Historia Japonesa, 10 de mayo de 2018. https://www.historiajaponesa.com/el-gran-terremoto-de-1923/
- Holland, Oscar. 2024. Cómo Japón pasó más de un siglo protegiendo su arquitectura de los terremotos. CNN en Español, 6 de enero de 2024. https://cnnespanol.cnn.com/2024/01/06/japon-arquitectura-terremotos-trax/
- isaacantisismica.com.es. 2024. ¿Qién inventó los amortiguadores de masa? Isaac, 17 de enero de 2024. https://isaacantisismica.com/es/%C2%BFQui%C3%A9n-invent%C3%B3-los-amortiguadores-de-masa%3F/
- Pin Molina, Johan Antonio. 2018. Dispositivos de amortiguación. Seismickowledge, 22 de agosto de 2018. https://sites.ipleiria.pt/seismicknowledge/dispositivos-de-amortiguacion/
- Imagen de portada. Fuente: dtnext.in, cortesía de Reuters
